Linux内核双向链表操作详解

"这篇文档详细分析了Linux内核中的双向链表，包括list和hlist两种类型，并探讨了它们的定义、初始化、增删节点、遍历等操作。" Linux内核中的双向链表是其核心数据结构之一，广泛应用于各种内核组件，如内存管理、进程控制等。本文主要讨论了`list`和`hlist`两种类型的链表。 首先，`list`链表是一种常见的双向链表实现，每个节点包含两个指针，一个指向前一个节点(`prev`)，另一个指向后一个节点(`next`)。`LIST_HEAD_INIT`和`LIST_HEAD`宏分别用于初始化和定义一个链表头。`INIT_LIST_HEAD`函数则用于将链表头设置为一个闭合环形结构，即头节点的`next`和`prev`都指向自身。 在`list`链表中添加节点时，可以通过`__list_add`函数实现。此函数接受新节点、前一个节点和后一个节点作为参数，将新节点插入到这两个节点之间。内核提供了`list_add`和`list_add_tail`两种接口，分别对应头插法和尾插法。头插法将新节点插入到链表头部，而尾插法则插入到链表尾部。 移除节点通常使用`list_del`函数，它会断开指定节点与其他节点的连接，但不释放节点本身。如果需要同时移除并释放节点，可以使用`list_del_init`，它除了移除节点外，还会重新初始化该节点，以便再次使用。 对于链表的判断和遍历，有`list_empty`函数用来检查链表是否为空，`list_for_each_entry`和`list_for_each_entry_reverse`宏用于遍历链表中的所有元素。旋转和分割链表的操作可以调整链表的结构，例如，`list_splice`用于合并两个链表，`list_move`可以将一个节点从一个链表移动到另一个链表。 另一方面，`hlist`链表常用于内核的哈希表实现，它的结构与`list`类似，但更紧凑，适用于内核空间的优化。`hlist`的初始化和节点操作有相应的宏，如`HLIST_HEAD_INIT`、`HLIST_HEAD`和`INIT_HLIST_HEAD`。添加和删除节点的函数分别是`hlist_add_head`和`hlist_del`。遍历`hlist`链表可以使用`hlist_for_each_entry`。 Linux内核中的双向链表提供了灵活的数据组织方式，允许高效地进行插入、删除和遍历操作。理解并熟练掌握这些链表操作对于深入理解Linux内核的工作原理至关重要。